神経解剖学 · 18
原始感覚の伝導路(前外側系)
Tracts of the protopathic sensibility (anterolateral system)
🧠 前外側系anterolateral system 前外側系(anterolateral system)anterolateral system(前外側系) の本質は「2次ニューロンが脊髄の前白交連 anterior white commissure 前白交連(anterior white commissure) anterior white commissure(前白交連) で、侵入した髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) からわずか1〜2髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) 上方でほぼ即座に交叉する」ことにある。 だからこそ脊髄病変では、病変対側の痛覚・温度覚が、病変レベルの少し下から障害される——この「早く・低く交叉する」という一点さえ押さえれば、経路の細部(前脊髄視床路anterior spinothalamic tract 前脊髄視床路(anterior spinothalamic tract)anterior spinothalamic tract(前脊髄視床路) =粗大触覚 crude touch粗大触覚(crude touch) crude touch(粗大触覚)・圧覚touch-pressure圧覚(touch-pressure)touch-pressure(圧覚)、外側脊髄視床路lateral spinothalamic tract 外側脊髄視床路(lateral spinothalamic tract)lateral spinothalamic tract(外側脊髄視床路) =痛覚・温度覚)は自然に導ける。
原始感覚とは
原始感覚protopathic sensibility原始感覚(protopathic sensibility)protopathic sensibility(原始感覚)は粗大触覚 crude touch粗大触覚(crude touch) crude touch(粗大触覚)・圧覚touch-pressure圧覚(touch-pressure)touch-pressure(圧覚)・熱感・痛覚を含む。いずれも不快な感覚だが、生存に不可欠である。
| 部位 | 経路 |
|---|---|
| 体幹・四肢 | 受容器 → 後根神経節dorsal root ganglion (DRG)後根神経節(dorsal root ganglion (DRG))dorsal root ganglion (DRG)(後根神経節) → 脊髄後角dorsal horn脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) → 脊髄視床路 → 視床VPL核(+髄板内核 intralaminar nuclei髄板内核(intralaminar nuclei) intralaminar nuclei(髄板内核)・正中核midline nuclei正中核(midline nuclei)midline nuclei(正中核)) → 皮質 |
| 頭部 | 受容器 → 三叉神経節trigeminal ganglion三叉神経節(trigeminal ganglion)trigeminal ganglion(三叉神経節) → 脊髄三叉神経核spinal trigeminal nucleus脊髄三叉神経核(spinal trigeminal nucleus)spinal trigeminal nucleus(脊髄三叉神経核) → 腹側三叉神経視床路ventral trigeminothalamic tract腹側三叉神経視床路(ventral trigeminothalamic tract)ventral trigeminothalamic tract(腹側三叉神経視床路) → 視床VPM核(+髄板内核 intralaminar nuclei髄板内核(intralaminar nuclei) intralaminar nuclei(髄板内核)・正中核midline nuclei正中核(midline nuclei)midline nuclei(正中核)) → 皮質 |
体幹・四肢からの経路:脊髄視床路
受容器:皮膚の自由神経終末 free nerve ending 自由神経終末(free nerve ending) free nerve ending(自由神経終末) (痛覚・温度覚)
1次ニューロン:後根神経節 dorsal root ganglion (DRG) 後根神経節(dorsal root ganglion (DRG)) dorsal root ganglion (DRG)(後根神経節) 内の偽単極細胞 pseudounipolar neuron偽単極細胞(pseudounipolar neuron) pseudounipolar neuron(偽単極細胞)
2次ニューロン:
- 1次ニューロンの中枢枝は後根を通って脊髄白質に入り、上行枝(Lissauer路)と下行枝に分かれたのち、後角(膠様質substantia gelatinosa膠様質(substantia gelatinosa)substantia gelatinosa(膠様質)、substantia gelatinosaを含む)の2次ニューロンとシナプスする
- 2次ニューロンの軸索は、後角に入った髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) から1〜2髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) ほど頭側へ上行したのち前白交連 anterior white commissure 前白交連(anterior white commissure) anterior white commissure(前白交連) で交叉する——ヒトの除痛 pain relief (analgesia) 除痛(pain relief (analgesia)) pain relief (analgesia)(除痛) 術63例の解析で、この横断的な交叉パターンが確認されている1。交叉後は対側の前外側索を上行する
- 外側脊髄視床路lateral spinothalamic tract外側脊髄視床路(lateral spinothalamic tract)lateral spinothalamic tract(外側脊髄視床路)が延髄を上行する際、前脊髄視床路anterior spinothalamic tract前脊髄視床路(anterior spinothalamic tract)anterior spinothalamic tract(前脊髄視床路)・脊髄蓋路spinotectal tract脊髄蓋路(spinotectal tract)spinotectal tract(脊髄蓋路)とともに脊髄毛帯spinal lemniscus脊髄毛帯(spinal lemniscus)spinal lemniscus(脊髄毛帯)を形成する
- 中脳では脊髄毛帯 spinal lemniscus 脊髄毛帯(spinal lemniscus) spinal lemniscus(脊髄毛帯) は被蓋 tegmentum 被蓋(tegmentum) tegmentum(被蓋) にあり、内側毛帯medial lemniscus 内側毛帯(medial lemniscus)medial lemniscus(内側毛帯) の外側に位置する
3次ニューロン:多くの線維は視床のVPL核で終止し、3次ニューロンの軸索は中心後回 postcentral gyrus 中心後回(postcentral gyrus) postcentral gyrus(中心後回) の一次感覚野 granular 一次感覚野(granular) granular(一次感覚野) へ放線する
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='free nerve ending'>自由神経終末</span>(痛覚・温度覚の受容器)"] --> B["1次ニューロン:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal root ganglion (DRG)'>後根神経節</span>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pseudounipolar'>偽単極</span>)"]
B --> C["Lissauer路を上行しつつ後角(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='substantia gelatinosa'>膠様質</span>)の2次ニューロンとシナプス"]
C --> D["2次ニューロンの軸索が1〜2<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spinal segment'>髄節</span>頭側へ上行後、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anterior white commissure'>前白交連</span>で交叉"]
D --> E["対側の前外側索を上行<br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lateral spinothalamic tract'>外側脊髄視床路</span>+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anterior spinothalamic tract'>前脊髄視床路</span>+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spinotectal tract'>脊髄蓋路</span>=<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spinal lemniscus'>脊髄毛帯</span>)"]
E --> F["視床VPL核(+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intralaminar nuclei'>髄板内核</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='midline nuclei'>正中核</span>)"]
F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='postcentral gyrus'>中心後回</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='primary somatosensory cortex'>一次体性感覚野</span>(Br 3,1,2)"]
体幹・四肢からの原始感覚 protopathic sensibility 原始感覚(protopathic sensibility) protopathic sensibility(原始感覚) 情報は、脊髄後角dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) で処理される段階で多シナプス性 synaptic シナプス性(synaptic) synaptic(シナプス性) の侵害受容反射nociceptive reflex 侵害受容反射(nociceptive reflex)nociceptive reflex(侵害受容反射) 弓も同時に形成する。上行路ascending tracts 上行路(ascending tracts)ascending tracts(上行路) は前外側索の中で機能的に分かれている。
| 脊髄視床路 | 白質中の位置 | 伝える情報 |
|---|---|---|
| 前脊髄視床路anterior spinothalamic tract前脊髄視床路(anterior spinothalamic tract)anterior spinothalamic tract(前脊髄視床路) | 前索anterior funiculus 前索(anterior funiculus)anterior funiculus(前索) 寄り | 粗大触覚crude touch粗大触覚(crude touch)crude touch(粗大触覚)・圧覚touch-pressure圧覚(touch-pressure)touch-pressure(圧覚) |
| 外側脊髄視床路lateral spinothalamic tract外側脊髄視床路(lateral spinothalamic tract)lateral spinothalamic tract(外側脊髄視床路) | 側索lateral funiculus側索(lateral funiculus)lateral funiculus(側索) | 熱感・痛覚 |
⚠️ 交叉までの上行幅には個体差 individual variation 個体差(individual variation) individual variation(個体差) があり、前脊髄視床路anterior spinothalamic tract 前脊髄視床路(anterior spinothalamic tract)anterior spinothalamic tract(前脊髄視床路) と外側脊髄視床路 lateral spinothalamic tract 外側脊髄視床路(lateral spinothalamic tract) lateral spinothalamic tract(外側脊髄視床路) の機能分担も表ほど截然とはしていない。 ヒト除痛 pain relief (analgesia) 除痛(pain relief (analgesia)) pain relief (analgesia)(除痛) 術63例の解析では交叉は前白交連 anterior white commissure 前白交連(anterior white commissure) anterior white commissure(前白交連) を横断的に通り、侵入髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) から1〜2髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) ほど頭側へ上行して交叉する例が典型的だが1、ヒト剖検18例に基づく別の報告では交叉までの幅が1〜6髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) に及ぶ個体差 individual variation 個体差(individual variation) individual variation(個体差) が確認されている2。また近年のヒト除痛 pain relief (analgesia) 除痛(pain relief (analgesia)) pain relief (analgesia)(除痛) 術での知覚マッピングでは、痛覚・温度覚・粗大触覚crude touch粗大触覚(crude touch)crude touch(粗大触覚)/圧覚touch-pressure 圧覚(touch-pressure)touch-pressure(圧覚) を伝える線維は前外側索内で体部位局在的 topographically organized 体部位局在的(topographically organized) topographically organized(体部位局在的) に配置されるものの、「前脊髄視床路anterior spinothalamic tract 前脊髄視床路(anterior spinothalamic tract)anterior spinothalamic tract(前脊髄視床路) =粗大触覚 crude touch粗大触覚(crude touch) crude touch(粗大触覚)、外側脊髄視床路lateral spinothalamic tract 外側脊髄視床路(lateral spinothalamic tract)lateral spinothalamic tract(外側脊髄視床路) =痛覚」という分離ほど明確な二分ではないことが示されている2。
視床下部・網様体への側路
脊髄視床路とは別に、原始感覚protopathic sensibility 原始感覚(protopathic sensibility)protopathic sensibility(原始感覚) 情報は網様体や視床下部へも投射される。
- 脊髄網様体視床路spinoreticulothalamic tract脊髄網様体視床路(spinoreticulothalamic tract)spinoreticulothalamic tract(脊髄網様体視床路):線維はまず網様体で終止し、そこで多シナプス性 synaptic シナプス性(synaptic) synaptic(シナプス性) のネットワークを形成したのち視床へ向かう。脊髄網様体路spinoreticular tract脊髄網様体路(spinoreticular tract)spinoreticular tract(脊髄網様体路)と網様体視床路に分けられ、視床の髄板内核intralaminar nuclei髄板内核(intralaminar nuclei)intralaminar nuclei(髄板内核)・正中核midline nuclei正中核(midline nuclei)midline nuclei(正中核)(非特異的核)で終止する
- 脊髄視床下部路spinohypothalamic tract脊髄視床下部路(spinohypothalamic tract)spinohypothalamic tract(脊髄視床下部路):脊髄後角 dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn) dorsal horn(脊髄後角) の投射ニューロン projection neuron 投射ニューロン(projection neuron) projection neuron(投射ニューロン) が直接視床下部へ到達する直接路 direct pathway直接路(direct pathway) direct pathway(直接路)
- 間接路indirect pathway 間接路(indirect pathway)indirect pathway(間接路) として、脊髄後角dorsal horn脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) → 網様体(脊髄網様体路spinoreticular tract脊髄網様体路(spinoreticular tract)spinoreticular tract(脊髄網様体路))→ 視床下部(網様体視床下部路)という経路もある
- 内臓求心性(内臓感覚visceral sensory / GVA/SVA内臓感覚(visceral sensory / GVA/SVA)visceral sensory / GVA/SVA(内臓感覚))情報も同様に脊髄後角 dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn) dorsal horn(脊髄後角) に入り、孤束核nucleus tractus solitarius (NTS) 孤束核(nucleus tractus solitarius (NTS))nucleus tractus solitarius (NTS)(孤束核) (solitary nucleus、脳幹の内臓感覚 visceral sensory / GVA/SVA 内臓感覚(visceral sensory / GVA/SVA) visceral sensory / GVA/SVA(内臓感覚) 核)を経て視床下部へ向かう
💡 前外側系anterolateral system 前外側系(anterolateral system)anterolateral system(前外側系) はヒトの痛覚伝導の唯一の経路ではない。 前外側索切截術cordotomy 前外側索切截術(cordotomy)cordotomy(前外側索切截術) の除痛 pain relief (analgesia) 除痛(pain relief (analgesia)) pain relief (analgesia)(除痛) 効果は数年で減弱することが知られており、この痛みの再燃 relapse 再燃(relapse) relapse(再燃) は交叉しなかった脊髄視床路線維・脊髄網様体路spinoreticular tract脊髄網様体路(spinoreticular tract)spinoreticular tract(脊髄網様体路)・多シナプス性 synaptic シナプス性(synaptic) synaptic(シナプス性) の上行路 ascending tracts上行路(ascending tracts) ascending tracts(上行路)・後索の可塑性 plasticity 可塑性(plasticity) plasticity(可塑性) によって説明されると考えられている2。脊髄網様体路spinoreticular tract脊髄網様体路(spinoreticular tract)spinoreticular tract(脊髄網様体路)・脊髄中脳路spinomesencephalic tract 脊髄中脳路(spinomesencephalic tract)spinomesencephalic tract(脊髄中脳路) は実在する経路で、その軸索の多くは脊髄視床路と二重・三重に投射している2。
頭部からの経路:三叉神経系
頭部の原始感覚 protopathic sensibility 原始感覚(protopathic sensibility) protopathic sensibility(原始感覚) 経路は、体幹・四肢の経路とほぼ並行する構造を持つ。
| 対応関係 | 体幹・四肢 | 頭部 |
|---|---|---|
| 1次ニューロン所在 | 後根神経節dorsal root ganglion (DRG)後根神経節(dorsal root ganglion (DRG))dorsal root ganglion (DRG)(後根神経節) | 三叉神経節trigeminal ganglion三叉神経節(trigeminal ganglion)trigeminal ganglion(三叉神経節) |
| 後角に相当する部位 | 脊髄後角dorsal horn脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) | 脊髄三叉神経核spinal trigeminal nucleus 脊髄三叉神経核(spinal trigeminal nucleus)spinal trigeminal nucleus(脊髄三叉神経核) (脊髄後角dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) の上方への連続) |
| 2次ニューロンの伝導路 | 脊髄視床路 | 腹側三叉神経視床路ventral trigeminothalamic tract 腹側三叉神経視床路(ventral trigeminothalamic tract)ventral trigeminothalamic tract(腹側三叉神経視床路) (ventral trigeminothalamic tract=腹側三叉神経毛帯 trigeminal lemniscus三叉神経毛帯(trigeminal lemniscus) trigeminal lemniscus(三叉神経毛帯)) |
| 終止する視床核 | VPL | VPM |
視床からの投射先
侵害刺激noxious stimulus (nociceptive stimulus) 侵害刺激(noxious stimulus (nociceptive stimulus))noxious stimulus (nociceptive stimulus)(侵害刺激) は脊髄神経・脳神経を介してCNSに入り、上行路ascending tracts 上行路(ascending tracts)ascending tracts(上行路) は最終的に視床または視床下部で終止する。
- 髄板内核intralaminar nuclei髄板内核(intralaminar nuclei)intralaminar nuclei(髄板内核)・正中核midline nuclei 正中核(midline nuclei)midline nuclei(正中核) (+前核 pronucleus前核(pronucleus) pronucleus(前核))で終止する経路は、前頭前野Prefrontal cortex前頭前野(Prefrontal cortex)Prefrontal cortex(前頭前野)・帯状回cingulate gyrus帯状回(cingulate gyrus)cingulate gyrus(帯状回)・大脳辺縁系limbic system大脳辺縁系(limbic system)limbic system(大脳辺縁系)へ投射する → 動機づけmotivation動機づけ(motivation)motivation(動機づけ)・行動・気分を決定する
- 痛覚を運ぶ線維は側枝を出し、視床の中心正中核central medial nucleus, CM 中心正中核(central medial nucleus, CM)central medial nucleus, CM(中心正中核) (CM)と背内側核mediodorsal nucleus, MD 背内側核(mediodorsal nucleus, MD)mediodorsal nucleus, MD(背内側核) (MD)にも終止する。そこから前頭葉frontal lobe前頭葉(frontal lobe)frontal lobe(前頭葉)へ投射し、痛みの不快さ・情動面を担う
- VPL・VPMで終止する経路は、内包internal capsule 内包(internal capsule)internal capsule(内包) を通る上視床放線として一次体性感覚野primary somatosensory cortex 一次体性感覚野(primary somatosensory cortex)primary somatosensory cortex(一次体性感覚野) (中心後回postcentral gyrus中心後回(postcentral gyrus)postcentral gyrus(中心後回)、Br 3,1,2)へ投射する → 刺激の局在に不可欠
- 視床下部は内分泌・自律機能の最高中枢であり、侵害情報は視床下部を介してコルチゾール分泌・血圧・心拍数を修飾する
原始感覚protopathic sensibility 原始感覚(protopathic sensibility)protopathic sensibility(原始感覚) と識別性感覚 epicritic sensibility 識別性感覚(epicritic sensibility) epicritic sensibility(識別性感覚) の詳しい比較は19のまとめで扱う。
内臓感覚の伝導路
内臓感覚visceral sensory / GVA/SVA 内臓感覚(visceral sensory / GVA/SVA)visceral sensory / GVA/SVA(内臓感覚) には独立した専用の伝導路はない。内臓からの求心情報は、体性感覚の系(前外側系anterolateral system前外側系(anterolateral system)anterolateral system(前外側系)・後索)や脳神経の感覚核 sensory nuclei 感覚核(sensory nuclei) sensory nuclei(感覚核) に相乗 synergy 相乗(synergy) synergy(相乗) りして中枢へ届く。
内臓の受容器
| 受容器 | 適刺激adequate stimulus適刺激(adequate stimulus)adequate stimulus(適刺激) |
|---|---|
| 侵害受容器nociceptor侵害受容器(nociceptor)nociceptor(侵害受容器)(内臓痛を伝える) | |
| 心臓:Aδ・C求心線維 afferent fiber求心線維(afferent fiber) afferent fiber(求心線維) | プロスタグランジン(PGE2)、水素イオン、ブラジキニンbradykininブラジキニン(bradykinin)bradykinin(ブラジキニン)、カリウムイオン、虚血 |
| 呼吸器:肺の刺激受容器 rapidly adapting irritant receptor 刺激受容器(rapidly adapting irritant receptor) rapidly adapting irritant receptor(刺激受容器) (Aδ線維A-delta fiberAδ線維(A-delta fiber)A-delta fiber(Aδ線維)) | 刺激性のエアロゾル aerosolエアロゾル(aerosol) aerosol(エアロゾル)・ガス、機械的刺激 |
| 呼吸器:J受容器(C線維C fiberC線維(C fiber)C fiber(C線維)) | カプサイシンcapsaicinカプサイシン(capsaicin)capsaicin(カプサイシン)、肺うっ血・肺水腫、吸入した刺激物 |
| 消化管:速順応 adaptation順応(adaptation) adaptation(順応)・遅順応 adaptation 順応(adaptation) adaptation(順応) の機械受容器 mechanoreceptor機械受容器(mechanoreceptor) mechanoreceptor(機械受容器)、化学受容器chemoreceptor 化学受容器(chemoreceptor)chemoreceptor(化学受容器) (Aδ・C線維C fiberC線維(C fiber)C fiber(C線維)) | 粘膜の刺激、拡張、強い収縮、捻転、牽引、膨満、けいれん性収縮、虫垂炎、嵌頓 |
| 泌尿生殖器:C線維 C fiber C線維(C fiber) C fiber(C線維) のポリモーダル侵害受容器 nociceptor侵害受容器(nociceptor) nociceptor(侵害受容器) | 強い機械刺激、侵害的な熱、発痛物質algogenic substance (pain mediator)発痛物質(algogenic substance (pain mediator))algogenic substance (pain mediator)(発痛物質) |
| 生理的受容器(内臓の状態を監視し、内臓反射を起こす) | |
| 速順応性phasic/rapidly adapting 速順応性(phasic/rapidly adapting)phasic/rapidly adapting(速順応性) の内臓機械受容器 mechanoreceptor機械受容器(mechanoreceptor) mechanoreceptor(機械受容器) | 動き、急な圧変化 |
| 遅順応性tonic/slowly adapting 遅順応性(tonic/slowly adapting)tonic/slowly adapting(遅順応性) の内臓機械受容器 mechanoreceptor機械受容器(mechanoreceptor) mechanoreceptor(機械受容器) | 伸展、張力 |
| 圧受容器baroreceptor圧受容器(baroreceptor)baroreceptor(圧受容器) | 血圧の上昇・低下 |
| 化学受容器chemoreceptor化学受容器(chemoreceptor)chemoreceptor(化学受容器) | 酸素・二酸化炭素carbon dioxide, CO₂ 二酸化炭素(carbon dioxide, CO₂)carbon dioxide, CO₂(二酸化炭素) 分圧、水素イオンの変化 |
| 浸透圧受容器osmoreceptor浸透圧受容器(osmoreceptor)osmoreceptor(浸透圧受容器) | 血漿浸透圧plasma osmolality 血漿浸透圧(plasma osmolality)plasma osmolality(血漿浸透圧) の変化 |
| 内部温度受容器 thermoreceptor温度受容器(thermoreceptor) thermoreceptor(温度受容器) | 循環血液の温度変化 |
中枢へ向かう3つのルート
| ルート | 経路 | 主な終止部位 |
|---|---|---|
| 交感神経に伴走する求心線維 afferent fiber求心線維(afferent fiber) afferent fiber(求心線維) | 内臓 → 内臓神経splanchnic nerve内臓神経(splanchnic nerve)splanchnic nerve(内臓神経)・心臓神経 → 椎前神経節prevertebral ganglia椎前神経節(prevertebral ganglia)prevertebral ganglia(椎前神経節)・交感神経幹sympathetic trunk 交感神経幹(sympathetic trunk)sympathetic trunk(交感神経幹) をシナプスせずに通過 → 白交通枝white ramus communicans白交通枝(white ramus communicans)white ramus communicans(白交通枝) → 後根神経節dorsal root ganglion (DRG) 後根神経節(dorsal root ganglion (DRG))dorsal root ganglion (DRG)(後根神経節) (細胞体) → 脊髄後角dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) (第I層など) → 対側の外側脊髄視床路 lateral spinothalamic tract外側脊髄視床路(lateral spinothalamic tract) lateral spinothalamic tract(外側脊髄視床路) → 視床の後腹内側核 ventromedial nucleus腹内側核(ventromedial nucleus) ventromedial nucleus(腹内側核) | 島皮質insular cortex 島皮質(insular cortex)insular cortex(島皮質) 後部(内受容感覚interoception 内受容感覚(interoception)interoception(内受容感覚) の皮質) |
| 副交感神経に伴走する求心線維 afferent fiber 求心線維(afferent fiber) afferent fiber(求心線維) (一般内臓求心性) | 内臓 → 迷走神経・舌咽神経glossopharyngeal nerve, IX 舌咽神経(glossopharyngeal nerve, IX)glossopharyngeal nerve, IX(舌咽神経) (顔面神経は味覚) → 孤束核nucleus tractus solitarius (NTS)孤束核(nucleus tractus solitarius (NTS))nucleus tractus solitarius (NTS)(孤束核)(尾側=一般内臓部、吻側rostral 吻側(rostral)rostral(吻側) =味覚部) → 直接または傍腕核を経て → 視床のVPMの小細胞部 | 島皮質insular cortex 島皮質(insular cortex)insular cortex(島皮質) 前部・前頭弁蓋(味覚野)、視床下部・扁桃体amygdala扁桃体(amygdala)amygdala(扁桃体) |
| 脊髄網様体視床路spinoreticulothalamic tract脊髄網様体視床路(spinoreticulothalamic tract)spinoreticulothalamic tract(脊髄網様体視床路) | 脊髄後角dorsal horn脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) → 前外側索 → 網様体・傍腕核・中脳水道周囲灰白質periaqueductal gray 中脳水道周囲灰白質(periaqueductal gray)periaqueductal gray(中脳水道周囲灰白質) で中継 → 視床のMD核・髄板内核intralaminar nuclei髄板内核(intralaminar nuclei)intralaminar nuclei(髄板内核) | 前帯状回 cingulate gyrus帯状回(cingulate gyrus) cingulate gyrus(帯状回)・島皮質insular cortex 島皮質(insular cortex)insular cortex(島皮質) 後部・二次体性感覚野 |
flowchart TD
A["内臓の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nociceptor'>侵害受容器</span>"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='splanchnic nerve'>内臓神経</span>・心臓神経"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='prevertebral ganglia'>椎前神経節</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sympathetic trunk'>交感神経幹</span><br>(シナプスせず通過)"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='white ramus communicans'>白交通枝</span> → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal root ganglion (DRG)'>後根神経節</span>"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal horn'>脊髄後角</span>(第I層など)"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lateral spinothalamic tract'>外側脊髄視床路</span>"]
E --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spinoreticular tract'>脊髄網様体路</span><br>網様体・傍腕核・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='periaqueductal gray'>中脳水道周囲灰白質</span>"]
F --> H["視床の後<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ventromedial nucleus'>腹内側核</span>"]
H --> I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='insular cortex'>島皮質</span>後部"]
G --> J["視床のMD核・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intralaminar nuclei'>髄板内核</span>"]
J --> K["前<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cingulate gyrus'>帯状回</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='insular cortex'>島皮質</span>後部・二次体性感覚野<br>(不快さ・情動・自律反応)"]
💡 内臓痛が「どこが痛いのかはっきりしない、気分の悪い痛み」になる理由。 内臓の求心線維 afferent fiber 求心線維(afferent fiber) afferent fiber(求心線維) は皮膚に比べて数が少なく、1本が広い範囲を受け持ち、脊髄後角dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) では皮膚の求心線維 afferent fiber 求心線維(afferent fiber) afferent fiber(求心線維) と同じ投射ニューロン projection neuron 投射ニューロン(projection neuron) projection neuron(投射ニューロン) に収束する。そのため局在はあいまいになる。さらに情報の多くが島皮質 insular cortex島皮質(insular cortex) insular cortex(島皮質)・前帯状回 cingulate gyrus帯状回(cingulate gyrus) cingulate gyrus(帯状回)・視床下部といった情動・自律系の領域へも向かうため、悪心・発汗・不安を伴いやすい。
⚠️ 第I層由来の経路が中継する「視床の後腹内側核 ventromedial nucleus腹内側核(ventromedial nucleus) ventromedial nucleus(腹内側核)」を独立した核とみなすかには議論がある。 Craigらはマカクザルの標識実験で、選択的に侵害・温度刺激caloric stimulation 温度刺激(caloric stimulation)caloric stimulation(温度刺激) に応じる第I層の脊髄視床路・三叉神経視床路trigeminothalamic tract 三叉神経視床路(trigeminothalamic tract)trigeminothalamic tract(三叉神経視床路) がこの核に終わり、そこから島皮質 insular cortex 島皮質(insular cortex) insular cortex(島皮質) 後部の背側へ体部位局在 somatotopic organization 体部位局在(somatotopic organization) somatotopic organization(体部位局在) をもって投射することを示し、この領域を内受容感覚 interoception 内受容感覚(interoception) interoception(内受容感覚) の皮質の後半部と位置づけた。3 これに対しWillisらは、第I層と後角深層 deep 深層(deep) deep(深層) の脊髄視床路がともに腹側基底核群(VPLなど)へ強く投射し、そこから一次・二次体性感覚野へ送られて痛みと温度の識別に働くことを重視し、この核の役割を過大評価すべきでないと批判している。4
下行性疼痛調節系
痛みは上行路 ascending tracts 上行路(ascending tracts) ascending tracts(上行路) で運ばれるだけでなく、脳から脊髄へ下行する経路によって、脊髄後角dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) の段階で強められたり弱められたりする。
flowchart TD
A["前<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cingulate gyrus'>帯状回</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='insular cortex'>島皮質</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='amygdala'>扁桃体</span>・視床下部"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='periaqueductal gray'>中脳水道周囲灰白質</span><br>(中脳<span class='jp-term jp-term-diagram' title='wedge-shaped'>楔状</span>核も関与)"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='rostral'>吻側</span>延髄<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ventromedial'>腹内側部</span><br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nucleus raphe magnus'>大縫線核</span>を含む、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='serotonergic'>セロトニン作動性</span>)"]
B --> D["橋背外側<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tegmentum'>被蓋</span><br>(ノルアドレナリン作動性)"]
C --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal horn'>脊髄後角</span>:Aδ・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='C fiber'>C線維</span>の侵害入力の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='relay station'>中継点</span>"]
D --> E
E -->|"抑制または<span class='jp-term jp-term-diagram' title='facilitation'>促通</span>"| F["上行する痛覚情報"]
- 中脳水道周囲灰白質periaqueductal gray 中脳水道周囲灰白質(periaqueductal gray)periaqueductal gray(中脳水道周囲灰白質) は、前帯状回 cingulate gyrus帯状回(cingulate gyrus) cingulate gyrus(帯状回)・島皮質insular cortex島皮質(insular cortex)insular cortex(島皮質)・扁桃体amygdala扁桃体(amygdala)amygdala(扁桃体)・視床下部からの入力を受け、痛みの感じ方を情動・状況に合わせて調節する中枢である
- 吻側rostral 吻側(rostral)rostral(吻側) 延髄腹内側部 ventromedial 腹内側部(ventromedial) ventromedial(腹内側部) (大縫線核nucleus raphe magnus大縫線核(nucleus raphe magnus)nucleus raphe magnus(大縫線核)を含む)と橋背外側被蓋 tegmentum 被蓋(tegmentum) tegmentum(被蓋) から下行する線維が、脊髄後角dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) で侵害入力の伝達を修飾する
- この系は鎮痛(抑制)だけでなく痛みの増強(促通facilitation促通(facilitation)facilitation(促通))にも働く。オピオイドによる鎮痛は、この下行性抑制系 descending inhibitory system 下行性抑制系(descending inhibitory system) descending inhibitory system(下行性抑制系) の賦活 activation 賦活(activation) activation(賦活) を一部介している
関連痛とHead帯
内臓の病変による痛みが、その内臓から離れた皮膚の特定領域に感じられることがある(関連痛referred pain関連痛(referred pain)referred pain(関連痛))。この皮膚領域をHead帯と呼ぶ。
機序:内臓求心線維 visceral afferent fibers 内臓求心線維(visceral afferent fibers) visceral afferent fibers(内臓求心線維) と、同じ脊髄髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) に入る皮膚の求心線維 afferent fiber 求心線維(afferent fiber) afferent fiber(求心線維) が、脊髄後角dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) の同じ投射ニューロン projection neuron 投射ニューロン(projection neuron) projection neuron(投射ニューロン) に収束する。脳は皮膚からの入力に慣れているため、内臓からの信号を「その髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) が支配する皮膚の痛み」と誤って解釈する。
| 内臓 | 痛みを感じる主な皮膚領域 |
|---|---|
| 心臓 | 前胸部precordium 前胸部(precordium)precordium(前胸部) (左優位)〜左上肢の内側(T1〜T5髄節 spinal segment髄節(spinal segment) spinal segment(髄節)、C8〜T1の皮膚分節 dermatome皮膚分節(dermatome) dermatome(皮膚分節)) |
| 食道 | 胸骨の後ろ |
| 横隔膜 | 肩の上部(頸神経cervical 頸神経(cervical)cervical(頸神経) を介する) |
| 胃 | 心窩部epigastrium心窩部(epigastrium)epigastrium(心窩部) |
| 胆嚢 | 右上腹部 |
| 腎臓 | 側腹部lumbar region (flank) 側腹部(lumbar region (flank))lumbar region (flank)(側腹部) 〜鼠径部 groin鼠径部(groin) groin(鼠径部) |
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='myocardial ischemia'>心筋虚血</span>"] --> B["心臓の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nociceptor'>侵害受容器</span>"]
B --> C["心臓神経 → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='sympathetic trunk'>交感神経幹</span>(頸・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='thoracic'>胸神経</span>節)<br>シナプスせず通過"]
C --> D["T1〜T5の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal root ganglion (DRG)'>後根神経節</span>"]
D --> E["T1〜T5の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal horn'>脊髄後角</span><br>皮膚の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='afferent fiber'>求心線維</span>と同じ<span class='jp-term jp-term-diagram' title='projection neuron'>投射ニューロン</span>に収束"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anterolateral system'>前外側系</span> → 視床 → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='postcentral gyrus'>中心後回</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='insular cortex'>島皮質</span>"]
F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='precordium'>前胸部</span>〜左上肢内側の痛みとして知覚"]
⭐ 心筋梗塞で左腕 left arm, LA 左腕(left arm, LA) left arm, LA(左腕) が痛む、胆嚢炎で右上腹部が痛む、横隔膜刺激で肩が痛む——いずれも「内臓と皮膚が同じ髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) を共有する」ことで説明できる。 内臓反射と皮膚症 dermopathy 皮膚症(dermopathy) dermopathy(皮膚症) 状の関係は自律反射も参照。
まとめ
- 原始感覚protopathic sensibility 原始感覚(protopathic sensibility)protopathic sensibility(原始感覚) (粗大触覚crude touch粗大触覚(crude touch)crude touch(粗大触覚)・圧覚touch-pressure圧覚(touch-pressure)touch-pressure(圧覚)・熱感・痛覚)は体幹・四肢では脊髄視床路、頭部では腹側三叉神経視床路 ventral trigeminothalamic tract 腹側三叉神経視床路(ventral trigeminothalamic tract) ventral trigeminothalamic tract(腹側三叉神経視床路) により伝えられる。
- 2次ニューロンの軸索は、その脊髄分節 spinal cord segments 脊髄分節(spinal cord segments) spinal cord segments(脊髄分節) の前白交連 anterior white commissure 前白交連(anterior white commissure) anterior white commissure(前白交連) で速やかに交叉し対側の前外側索を上行する——この「早く低い位置での交叉」が前外側系 anterolateral system 前外側系(anterolateral system) anterolateral system(前外側系) 最大の特徴。
- 前脊髄視床路anterior spinothalamic tract 前脊髄視床路(anterior spinothalamic tract)anterior spinothalamic tract(前脊髄視床路) (粗大触覚crude touch粗大触覚(crude touch)crude touch(粗大触覚)・圧覚touch-pressure圧覚(touch-pressure)touch-pressure(圧覚))と外側脊髄視床路 lateral spinothalamic tract 外側脊髄視床路(lateral spinothalamic tract) lateral spinothalamic tract(外側脊髄視床路) (熱感・痛覚)は延髄で脊髄毛帯 spinal lemniscus 脊髄毛帯(spinal lemniscus) spinal lemniscus(脊髄毛帯) としてまとまり、視床VPL(頭部はVPM)で3次ニューロンにシナプスする。
- 脊髄網様体視床路spinoreticulothalamic tract脊髄網様体視床路(spinoreticulothalamic tract)spinoreticulothalamic tract(脊髄網様体視床路)・脊髄視床下部路spinohypothalamic tract 脊髄視床下部路(spinohypothalamic tract)spinohypothalamic tract(脊髄視床下部路) は、髄板内核intralaminar nuclei髄板内核(intralaminar nuclei)intralaminar nuclei(髄板内核)・正中核midline nuclei 正中核(midline nuclei)midline nuclei(正中核) (前頭前野Prefrontal cortex前頭前野(Prefrontal cortex)Prefrontal cortex(前頭前野)・辺縁系へ→気分・動機づけmotivation動機づけ(motivation)motivation(動機づけ))や視床下部(自律・内分泌へ→コルチゾール・血圧・心拍)へ情報を分岐させる。
- 頭部の経路は体幹・四肢の経路とほぼ並行しており、DRG→三叉神経節 trigeminal ganglion三叉神経節(trigeminal ganglion) trigeminal ganglion(三叉神経節)、脊髄後角dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) →脊髄三叉神経核 spinal trigeminal nucleus脊髄三叉神経核(spinal trigeminal nucleus) spinal trigeminal nucleus(脊髄三叉神経核)、脊髄視床路→腹側三叉神経視床路 ventral trigeminothalamic tract腹側三叉神経視床路(ventral trigeminothalamic tract) ventral trigeminothalamic tract(腹側三叉神経視床路)、VPL→VPMと対応する。
- 内臓感覚visceral sensory / GVA/SVA 内臓感覚(visceral sensory / GVA/SVA)visceral sensory / GVA/SVA(内臓感覚) に専用の伝導路はなく、①交感神経に伴走し後根神経節 dorsal root ganglion (DRG) 後根神経節(dorsal root ganglion (DRG)) dorsal root ganglion (DRG)(後根神経節) →外側脊髄視床路 lateral spinothalamic tract 外側脊髄視床路(lateral spinothalamic tract) lateral spinothalamic tract(外側脊髄視床路) →島皮質 insular cortex 島皮質(insular cortex) insular cortex(島皮質) 後部、②迷走神経・舌咽神経glossopharyngeal nerve, IX 舌咽神経(glossopharyngeal nerve, IX)glossopharyngeal nerve, IX(舌咽神経) →孤束核 nucleus tractus solitarius (NTS) 孤束核(nucleus tractus solitarius (NTS)) nucleus tractus solitarius (NTS)(孤束核) →(傍腕核)→VPMの小細胞部→島皮質 insular cortex 島皮質(insular cortex) insular cortex(島皮質) 前部、③脊髄網様体視床路 spinoreticulothalamic tract 脊髄網様体視床路(spinoreticulothalamic tract) spinoreticulothalamic tract(脊髄網様体視床路) →MD核・髄板内核intralaminar nuclei 髄板内核(intralaminar nuclei)intralaminar nuclei(髄板内核) →前帯状回 cingulate gyrus帯状回(cingulate gyrus) cingulate gyrus(帯状回)、の3ルートで体性感覚系 somatosensory system 体性感覚系(somatosensory system) somatosensory system(体性感覚系) に相乗 synergy 相乗(synergy) synergy(相乗) りする。
- 中脳水道周囲灰白質periaqueductal gray 中脳水道周囲灰白質(periaqueductal gray)periaqueductal gray(中脳水道周囲灰白質) →吻側 rostral 吻側(rostral) rostral(吻側) 延髄腹内側部 ventromedial 腹内側部(ventromedial) ventromedial(腹内側部) (大縫線核nucleus raphe magnus大縫線核(nucleus raphe magnus)nucleus raphe magnus(大縫線核))・橋背外側被蓋 tegmentum 被蓋(tegmentum) tegmentum(被蓋) からの下行路 descending tracts 下行路(descending tracts) descending tracts(下行路) が、脊髄後角dorsal horn 脊髄後角(dorsal horn)dorsal horn(脊髄後角) で痛覚の伝達を抑制・促通facilitation 促通(facilitation)facilitation(促通) する。
- 関連痛referred pain 関連痛(referred pain)referred pain(関連痛) は、内臓求心線維visceral afferent fibers 内臓求心線維(visceral afferent fibers)visceral afferent fibers(内臓求心線維) と同じ髄節 spinal segment 髄節(spinal segment) spinal segment(髄節) の皮膚求心線維 afferent fiber 求心線維(afferent fiber) afferent fiber(求心線維) が後角の同じ投射ニューロン projection neuron 投射ニューロン(projection neuron) projection neuron(投射ニューロン) に収束するために生じ、Head帯(心臓→前胸部 precordium前胸部(precordium) precordium(前胸部)・左上肢内側など)として現れる。
出典
- 1.The crossing of the spinothalamic tract(Brain・2001)抄録で、ヒトの前外側索切截術63例および前脊髄動脈血栓症1例の解析に基づき、脊髄視床路・脊髄網様体路の線維は脊髄を対角線状ではなく横断的(transverse)に交叉すること、切截部位の頭側・尾側それぞれ1~2髄節にわたり部分的な感覚脱失が生じるのは、ちょうどその高さで交叉している途中の線維が切断されるためであり、この所見が頸髄・胸髄・腰髄いずれのレベルでも確認されたことを確認した閲覧 2026-08-26
- 2.The human spinothalamic tract: lessons from cordotomy(Brain Communications・2025)レビュー全文で、ヒトの剖検研究(White, Richardson, Sweet 1956年、18例)を引用し脊髄視床路の交叉部位には個体差があり前白交連での交叉までに1~6髄節分の幅があること、前外側索切截術(cordotomy)の除痛効果は数年で減弱し、その後の疼痛再燃は交叉しなかったSTT線維・脊髄網様体路・多シナプス性経路・後索の可塑性によって説明されうること(すなわちSTT/前外側系がヒトの疼痛伝導の唯一の経路ではないこと)、脊髄網様体路・脊髄中脳路は実在し二重・三重投射するSTT軸索を含むこと、ヒトの除痛術での知覚マッピングでは痛覚・温度覚・粗大触覚/圧覚の線維は前外側索内で体部位局在的に配置されるものの前脊髄視床路(粗大触覚)・外側脊髄視床路(痛覚)という古典的な区分ほど明確には分離されていないことを確認した閲覧 2026-08-26
- 3.Topographically organized projection to posterior insular cortex from the posterior portion of the ventral medial nucleus in the long-tailed macaque monkey(The Journal of Comparative Neurology・2014)抄録(Europe PMC経由)で確認した。マカクザルで第I層の三叉神経視床路・脊髄視床路が後腹内側核(VMpo)に体部位局在をもって終わり、VMpoへの順行性トレーサー注入で上輪状溝の底を中心とする島皮質後部背側の顆粒皮質に終末が標識されたこと、この領域を内受容感覚の皮質の後半部とし、前半部は腹内側核基底部から迷走神経・味覚の入力を受けること閲覧 2026-09-30
- 4.A critical review of the role of the proposed VMpo nucleus in pain(The Journal of Pain・2002)抄録(Europe PMC経由)で確認した。第I層の脊髄視床路がVMpoへ重要な投射をもつとするCraigらの主張、特に第I層から腹側基底核群への侵害受容性投射を否定する点を批判し、第I層と後角深層の両方から腹側基底核群などへ投射し一次・二次体性感覚野で痛みと温度の識別的な処理が行われることを支持する証拠をまとめていること閲覧 2026-09-30